EP3624984A1 - Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters

Info

Publication number
EP3624984A1
EP3624984A1 EP18724847.1A EP18724847A EP3624984A1 EP 3624984 A1 EP3624984 A1 EP 3624984A1 EP 18724847 A EP18724847 A EP 18724847A EP 3624984 A1 EP3624984 A1 EP 3624984A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser beam
workpiece
laser
filter
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP18724847.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3624984B1 (de
Inventor
Andreas Ortner
Fabian Wagner
Dr. Albrecht SEIDL
Simon Schmitt
Frank-Thomas Lentes
Jens Ulrich Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP3624984A1 publication Critical patent/EP3624984A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3624984B1 publication Critical patent/EP3624984B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1 ns or less
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/0222—Scoring using a focussed radiation beam, e.g. laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic materials
    • B23K2103/42—Plastics other than composite materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
    • B23K2103/52—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
    • B23K2103/54—Glass

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for processing a workpiece, in particular a workpiece comprising glass or glass ceramic, along a predetermined processing line.
  • Intensity in focus creates a plasma in the workpiece, which acts defocusing on the laser beam. If the intensity of the remaining laser beam is large enough, the laser beam is refocused, etc.
  • the laser beam guided in this way modifies the workpiece along its path Changes in the workpiece, which with suitable process control (eg burst mode of the Laser source) in the form of microchannels with diameters in
  • Submicrometer range can be formed (US 2013/0126573 A1).
  • the use of special optical arrangements has proven to be advantageous in further development of the filament, which allow the formation of a long along the laser beam axis (beam direction) focus, often referred to as focal line.
  • so-called axons or lenses with large spherical aberration are used (EP 2 754 524 A1), which have the special property of imaging laser beam components as a function of their distance from the laser beam axis to different focal points along a region in the propagation direction (beam direction) behind the optical arrangement , This results in the formation of a focal line in the laser beam axis whose length can be predicted by fixed functional dependencies.
  • the intensity distribution across the optical laser beam axis is determined by the mathematics of
  • Bessel functions described; along the laser beam axis is a
  • Bessel beam formed so-called Bessel beam formed.
  • the advantage of this method is that the filament does not have to be adjusted by the complicated balance of self-focusing and plasma defocusing, but the energy of the laser beam is continuously brought from all sides in the direction of the laser beam axis, so that a "continuous"
  • Intensity distribution in the overlap region along the optical laser beam axis forms whose concrete course is crucially influenced by the intensity distribution of the original laser beam.
  • a transient thermal effect of the laser beam can be caused by the cumulative effect of repeatedly introduced at one point laser pulses that leads to the modification of the material of the workpiece addition to a permanent pre-damage in the form of micro-channels
  • Damage zone around the microchannel is adjusted by the subsequent pulses of the burst as well as the material parameters.
  • Machining line by the side by side at a predetermined distance generated microchannels virtually perforated.
  • Subsequent separation processes for example producing a temperature shock with a CO2 laser (cleaving), can be used to connect the microchannels by cracks and to separate the workpiece along the processing line (US 2015/165560 A).
  • the advantage of fracture surfaces produced in this way is their low roughness, outstanding dimensional accuracy and strength of the manufactured edges of the workpiece.
  • the method can be applied to relatively thick workpieces, for example, with thicknesses of 4 mm to 16 mm for workpieces with a greater thickness than the length of the focal line by successive averting in different material depths.
  • US 2016/167166 A1 describes material processing with a laser beam of adjustable focal length.
  • JP 2010-158686 A describes the material processing with multispectral
  • WO 2016/077171 A2 describes the joint collinear threading of the
  • US 2005/0205536 A1 discloses a method and a device for
  • the focused laser beam has a set wavelength distribution pattern.
  • the processing depth in a workpiece can not or only very expensive selectively and set inaccurate.
  • the workpieces can be processed along a
  • Machining a workpiece to provide along a predetermined processing line by means of a pulsed polychromatic laser beam Machining a workpiece to provide along a predetermined processing line by means of a pulsed polychromatic laser beam.
  • compositions glass-plastic laminates
  • the machined workpiece should by external action along the predetermined processing line, in particular by mechanical or thermal
  • Processing a workpiece along a predetermined processing line comprising at least
  • Means for generating a pulsed polychromatic laser beam an optical arrangement for generating a focal line along the beam direction of the laser beam, the optical arrangement having a chromatic aberration for wavelength-dependent focusing of the laser beam and at least one filter for wavelength-dependent filtering of the laser beam,
  • the device for processing a workpiece along a predetermined processing line thus has the following means:
  • the Device allows the depth of machining in a workpiece selectively and accurately set.
  • the device is particularly well suited for processing workpieces made of glass or glass ceramic or of workpieces comprising glass or glass ceramic, eg stacks of glass or glass ceramic panes, stacks made of glasses and glass ceramics of different chemical composition, glass-plastic laminates.
  • wavelength-dependent focusing of the laser beam and with at least one filter for wavelength-dependent filtering of the laser beam
  • Burning line can be generated along the beam direction of the laser beam, in which the processing depth of the workpiece can be selectively and accurately adjusted.
  • the length of the focal line can be set via the generation of different focuses.
  • a filter selectively at least one wavelength of the laser beam can be filtered, so that selectively no focus arises at least at a certain point in the focal line.
  • one-sided or two-sided limitation of the optical spectrum introduction of a
  • Band edge filters or bandpass filters to define a defined start or end point of the focal line.
  • the end point (on the side facing away from the laser) is set in a defined manner in order, for example, to avoid machining a base on which the workpiece rests.
  • workpieces in particular glass-metal laminates are processed from the glass side without modification or removal of the metal.
  • the microchannels generated along the focal line are used for direct through-plating to the metallic layer, which-depending on the process chain-can be patterned before or after the via.
  • Typical diameters of the microchannels are preferably less than 1 ⁇ , more preferably less than 500 nm, most preferably less than 300 nm.
  • these optics or lenses can also be used as optical arrangements with chromatic aberration for the present invention.
  • a pulsed, polychromatic laser beam can be wavelength-selectively converted into a corresponding intensity distribution along the focal line by the chromatic aberration of the imaging optical system (optical arrangement).
  • the means for generating a pulsed, polychromatic laser beam preferably comprise at least one supercontinuum fiber laser or comprise means for spectral broadening of the laser pulse, in particular means for chirp pulse amplification (Chirped Pulse Amplification).
  • the laser pulse is spatially fanned out across gratings along the wavelength and then amplified.
  • One Thin-film transistor (TFT) display in front of a grid can focus (with loss of intensity) sharply on individual wavelength ranges. This allows individual zones of the focal line in
  • Wavelength ranges are applied, so that the laser beam power drops proportionally less than originally shaded at Seeder.
  • Injection seedling is a technique that is mostly applied to pulsed lasers and optical parametric oscillators, mostly with the main goal of achieving emissions with a narrower optical bandwidth (line width). In essence, this means that light from a seed laser, which is usually a single-frequency laser in the
  • Permanent wave operation is to start in a Q-switched slave laser or in a nanosecond optical parametric oscillator
  • Pulse-building phase is fed. Without this seed laser light, the slave laser or OPO would normally emit to multi-resonator modes with comparable optical gain and the
  • Power distribution in multiple modes can vary from pulse to pulse.
  • Resonance frequency of a particular resonator mode of the slave device this mode can start with a much higher power than a whole higher power and therefore can strongly dominate in the output pulse. In this way, the emission bandwidth is drastically reduced compared to the unrestrained (free-running) emission, and the temporal pulse profile can be smoother since mode beating is avoided.
  • the means for generating a pulsed polychromatic laser beam preferably provide at least:
  • Pulse duration of the laser beam of less than 1 ns, preferably less than 1 ps
  • the wavelength of the laser source (means for generating a pulsed, polychromatic laser beam) is restricted to a range in which the number of photons for bridging the band gap remains constant.
  • Laser beam in particular laser sources can be provided in a variety of ways.
  • known supercontinuum fiber lasers emit pulses in the
  • Such distributed power spectra allow the processing of visible or in the
  • FIG. 1 shows the spectral power density of a typical white fiber laser.
  • the upper curve shows the progression for an average power of the laser of 20 watts.
  • the lower curve shows the curve for an average power of the laser of 10 watts.
  • the average power of the laser results from integration.
  • the disadvantage here is that the interaction of the short fs pulse or attosecond pulse with the workpiece causes ever lower damage in the material of the workpiece, so that the
  • Machinability or the separability of the workpiece continues to decrease (Due to the short interaction time of the pulse (the photons) no coupling to the phonons of the material can occur, so that no direct heating of the material happens). Compensation can be done by significantly increasing the number of burst mode pulses.
  • the chromatic aberration optical arrangement preferably comprises at least one quartz glass convex lens or comprises at least two diffraction gratings.
  • Wavelength range below 800 nm with a chromatic aberration optical arrangement comprising a quartz glass convex lens is shown in FIG.
  • An enlarged view of the focal line with the different ones Focusing is shown in FIG. 4.
  • the foci at 350 nm and 1000 nm differ by approximately 2 mm, ie the focal points of the wavelengths 350 nm and 1000 nm are separated by approximately 2 mm.
  • This distance shift can be different optical
  • Figure 5 shows the effective focal length for the system shown in Figure 3 in the wavelength range of 0.30 ⁇ to 0.80 ⁇ (300 nm to 800 nm).
  • the pulsed laser beam is converted by two diffraction gratings (BG1 and BG2) into a ring beam in which the shorter wavelength of the beam spectrum ⁇ 1 lies on the outer ring and the longer wavelength of the beam spectrum ⁇ 2 on the inner ring.
  • the filter is preferably a band edge filter, in particular a high or low pass filter.
  • the filter is preferably in front of the optical arrangement with chromatic
  • Aberration arranged in the beam path of the laser beam can also be arranged behind the optical arrangement with chromatic aberration in the beam path of the laser beam (it is, however, to ensure that the filter does not protrude into the focal line).
  • An arrangement of several filters in front of and / or behind the optical arrangement is also possible.
  • Multiple filters allow multiple wavelengths to be selectively filtered so that the focal line selectively has no focus at multiple locations.
  • band edge filters highpass and lowpass
  • bandstop filters allow the masking or inactivation of individual areas of the focal line.
  • the filter used determines the intensity distribution of the laser beam on the input side of the optical arrangement with chromatic aberration
  • the workpiece to be machined is preferably at least partially
  • the workpiece to be machined comprises in particular glass, glass ceramic or plastic.
  • the device is in particular a device for introducing a
  • Dividing line along which the workpiece can be separated by external action in particular by mechanical or thermal action.
  • the device is in particular a device for processing a workpiece stack or a workpiece laminate made of the same or different materials.
  • the object is achieved according to claim 9 by means of a method for processing a workpiece along a predetermined processing line comprising at least the steps
  • the method for processing a workpiece along a predetermined processing line thus comprises at least the following steps:
  • the pulsed, polychromatic laser beam is generated by means of a supercontinuum fiber laser or by means of spectral broadening of the laser pulse, in particular by means of amplification of chirped pulses.
  • At least the following is preferably set:
  • Pulse duration of the laser beam less than 1 ns, preferably less than 1 ps
  • Wavelength range of the laser beam 350 nm to 2400 nm.
  • At least one convex lens made of quartz glass or at least two may be preferable
  • Diffraction gratings are used.
  • the filter may preferably be a band edge filter, in particular a high or low pass filter.
  • a workpiece which is at least partially transparent to wavelengths of the laser and which comprises the glass, glass ceramic or plastic is processed.
  • the method is preferably a method for introducing a separation line along which the workpiece can be separated by external action, in particular by mechanical or thermal action.
  • the method is preferably a method for processing a
  • FIG. 7 shows a device (1) for processing a workpiece (2) along a predetermined processing line (3), wherein the device (1) comprises the following means:
  • Means for generating a relative movement (not shown) between
  • FIG. 8 shows the advantage of the present invention: the machining of a workpiece along a predetermined processing line by means of pulsed laser beams, wherein the processing depth is selectively adjusted.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Diese Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (2) entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie, wobei die Vorrichtung wenigstens folgende Mittel umfasst : Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls (5), eine optische Anordnung (6) zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls (5), wobei die optische Anordnung (6) eine chromatische Aberration zum wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls (5) und wenigstens einem Filter (7) zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls (5) aufweist, und Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl (5) und Werkstück (2) entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das Werkstück (2) mittels Einwirkung des fokussierten Laserstrahls (5) zu bearbeiten.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES WERKSTÜCKS ENTLANG EINER VORBESTIMMTEN BEARBEITUNGSLINIE UNTER VERWENDUNG EINES GEPULSTEN POLYCHROMATISCHEN LASERSTRAHLES UND EINES FILTERS
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere eines Werkstücks das Glas oder Glaskeramik umfasst, entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie.
Vorrichtungen und Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere zum Trennen oder zum Filamentieren und anschließenden Trennen von Werkstücken
insbesondere aus Glas oder Glaskeramik, entlang einer vorbestimmten
Bearbeitungslinie unter Verwendung von gepulsten Laserstrahlen sind seit einigen Jahren bekannt.
Unter Ausnutzung des Kerr-Effektes kommt es bei hinreichend hoher Intensität eines Laserstrahls zu einer nichtlinearen Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld des Laserstrahls mit einem Werkstück zu einer Selbstfokussierung des Laserstrahls, bei der Fokaldurchmesser deutlich unter dem Durchmesser eines Gauß-Strahls erreicht werden. Durch die hohe
Intensität im Fokus entsteht im Werkstück ein Plasma, das defokussierend auf den Laserstrahl wirkt. Ist die Intensität des verbleibenden Laserstrahls groß genug wird der Laserstrahl erneut fokussiert usw.. Durch die wiederholende Anwendung von nichtlinearer Fokussierung und plasmabedingter
Defokussierung des Laserstrahls im gegenseitigen Gleichgewicht kommt es zur Ausbildung eines quasi„Wellenleiters", der auch als Filament bezeichnet wird. In einem für den Laserstrahl im wesentlichen transparenten Werkstück wirkt der derart geführte Laserstrahl entlang seiner Wegstrecke modifizierend auf das Werkstück: Es kommt zur Ausbildung filamentförmiger Veränderungen im Werkstück, die bei geeigneter Prozessführung (Z.B. Burst-Modus der Laserquelle) in Form von Mikrokanälen mit Durchmessern im
Submikrometerbereich ausgebildet werden können (US 2013/0126573 A1 ).
Alternativ hat sich in Weiterbildung der Filamentierung die Anwendung spezieller optischer Anordnungen als vorteilhaft erwiesen, die die Ausbildung eines entlang der Laserstrahlachse (Strahlrichtung) langgezogenen Fokusses, häufig auch als Brennlinie bezeichnet, ermöglichen. Hierzu werden beispielsweise sogenannte Axikons oder Linsen mit großer sphärischer Aberration verwendet (EP 2 754 524 A1 ), die die besondere Eigenschaft besitzen, Laserstrahlanteile in Abhängigkeit von ihrer Entfernung zur Laserstrahlachse auf verschiedene Fokuspunkte entlang eines Bereichs in Propagationsrichtung (Strahlrichtung) hinter der optischen Anordnung abzubilden. Somit kommt es zur Ausbildung einer in der Laserstrahlachse liegenden Brennlinie, deren Länge durch feste funktionale Abhängigkeiten vorhergesagt werden kann. Die Intensitätsverteilung quer der optischen Laserstrahlachse wird hierbei durch die Mathematik der
Besselfunktionen beschrieben; entlang der Laserstrahlachse wird ein
sogenannter Besselstrahl ausgebildet. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Filament nicht durch das kompliziert einzustellende Gleichgewicht von Selbstfokussierung und Plasma-Defokussierung eingestellt werden muss, sondern die Energie des Laserstrahls kontinuierlich von allen Seiten in Richtung Laserstrahlachse gebracht wird, so dass sich eine„kontinuierliche"
Intensitätsverteilung im Überlappbereich entlang der optischen Laserstrahlachse ausbildet, deren konkreter Verlauf entscheidend von der Intensitätsverteilung des ursprünglichen Laserstrahls beeinflusst wird. Beispiele für typische
Intensitätsverläufe bei Verwendung eines Gaußstrahls oder eines idealen Zylinderhut-Profils (Top-Hat-Profils. D.h. eine abschnittsweise konstante
Funktion, deren Funktionswert an den Rändern des Abschnitts durch einen (üblicherweise steilen) kontinuierlichen Übergang erreicht werden) sind in CN 102785031 A beschrieben. Die Verteilung der Intensität, die in ein Werkstück eingebracht werden kann, entlang der ursprünglichen Propagationsrichtung des Laserstrahls hat entscheidenden Einfluss auf die Länge des Filaments.
Bei Verwendung eines Burst-Modus kann durch die Summenwirkung der wiederholt an einer Stelle hochfrequent eingebrachten Laserpulse eine transiente thermische Wirkung des Laserstrahls hervorgerufen werden, die über die Modifikation des Materials des Werkstücks hinaus zu einer bleibenden Vorschädigung in Form von Mikrokanälen führt: Im Detail entsteht der
Mikrokanal durch den ersten Puls des Burstpulszuges, die Größe der
Schädigungszone um den Mikrokanal wird durch die nachfolgenden Pulse des Bursts sowie die Materialparameter eingestellt.
Bewegt sich das Werkstück während des Filamentierens entlang einer vorgegebenen Bearbeitungslinie (z. B. x-y-Koordinaten bzw. Koordinaten entlang der Oberfläche des Werkstücks, Sollkontur), so wird es entlang dieser
Bearbeitungslinie durch die nebeneinander in vorgegebenem Abstand erzeugten Mikrokanäle quasi perforiert. Durch nachfolgende Trennprozesse, beispielsweise erzeugen eines Temperaturschocks mit einem CO2-Lasers (Cleaving), können die Mikrokanäle durch Risse miteinander verbunden und das Werkstück entlang der Bearbeitungslinie getrennt werden (US 2015/165560 A). Vorteil der derart erzeugten Bruchflächen sind deren geringe Rauheit, hervorragende Formtreue und Festigkeit der hergestellten Kanten des Werkstücks.
Das Verfahren lässt sich bei Werkstücken mit größerer Dicke als Länge der Brennlinie durch sukzessive Abwendung in verschiedenen Materialtiefen auch auf relativ dicke Werkstücke, beispielsweise mit Dicken von 4 mm bis 16 mm anwenden.
Nachteil der beschriebenen Verfahren ist, dass die Transformation eines aus Sicht der Laserquelle„idealen" Gaußstrahls in einen Besselstrahl zu einer inhomogenen Intensitätsverteilung in der Brennlinie und damit zu
Inhomogenitäten in der Bruchfläche des zu bearbeitenden Werkstücks führt. Abweichungen vom idealen Gaußstrahl (M2 > 1 ) verschlechtern die Situation zusätzlich. Das aus Sicht des zu erzeugenden Filaments ideale Top-Hat-Profil hingegen ist nur schwer zu erzeugen.
Weitere Vorrichtungen oder Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines gepulsten Laserstrahls sind in folgenden Schriften beschrieben: DE 10 2012 1 10 971 A1 , DE 10 2015 1 10 422 A1 , DE 10 2015 1 16 848 A1 , DE 10 2015 1 1 1 491 A1 , DE 10 2015 1 16 846 A1 , DE 10 2015 1 1 1 490 A1 , DE 10 2015 120 950 A1 , DE 10 2016 102 768 A1 , DE 10 2017 100 015.1 , DE 10 2017 206 461 .7, DE 10 2017 100 755.5, DE 10 2017 103 381 .5, EP 2 754 524 A1 , US 2005/0024743 A1 , KR 101 407994 B1 .
Weiterhin sind folgende Vorrichtungen und Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere zum Trennen oder zum Filamentieren und anschließenden Trennen von Werkstücken aus Glas oder Glaskeramik, entlang einer
vorbestimmten Bearbeitungslinie unter Verwendung von gepulsten,
polychromatischen Laserstrahlen bekannt:
US 2012/0255935 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bearbeiten eines
Werkstücks mittels eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls. Mittels einer Linse wird eine Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls erzeugt wird, wobei die Brennlinie aus mehreren Fokussen besteht.
US 2016/167166 A1 beschreibt die Materialbearbeitung mit einem Laserstrahl einstellbarer Fokallänge.
JP 2010-158686 A beschreibt die Materialbearbeitung mit multispektraler
Energiequelle unter Erzeugung eines linienhaften Fokusses.
WO 2016/077171 A2 beschreibt das gemeinsame kollineare Einfädeln der
Strahlen mehrerer Laserquellen in ein gemeinsames Strahlführungssystem und
Bearbeitung eines Werkstücks mittels Laserstrahlen durch
wellenlängenabhängiges Fokussieren in unterschiedliche Materialtiefen des
Werksstücks.
Aus US 2005/0205536 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Strukturierung von Material mittels eines Laserstrahls bekannt, wobei der fokussierte Laserstrahl ein eingestelltes Wellenlängenverteilungsmuster aufweist.
Aus EP 2 250 529 B1 ist eine Quelle optischer Superkontinuumstrahlung bekannt.
Die Laserbearbeitung von Laminaten wird in der Schrift US 2016/0009066 A1 beschrieben.
Bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren lässt sich die Bearbeitungstiefe in einem Werkstück nicht oder nur sehr aufwendig selektiv und ungenau einstellen. Die so bearbeiteten Werkstücke lassen sich entlang einer
Bearbeitungslinie zum Teil gar nicht, nur recht ungenau oder mit mangelhafter Trennkannte durch äußere Einwirkung, insbesondere durch mechanische oder thermische Einwirkung, trennen.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie mittels eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls bereitzustellen.
Vorrichtung und Verfahren sollen sich besonders zum Bearbeiten von
Werkstücken aus Glas oder Glaskeramik oder von Werkstücken, die Glas oder Glaskeramik umfassen, z.B. Stapel aus Glas- oder Glaskeramikscheiben, Stapel aus Gläsern und Glaskeramiken unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzung, Glas-Kunststoff-Laminate, eignen. Insbesondere soll sich das bearbeitete Werkstück durch äußere Einwirkung entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, insbesondere durch mechanische oder thermische
Einwirkung, leicht, genau und reproduzierbar trennen lassen.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 mittels einer Vorrichtung zum
Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie umfassend wenigstens
- Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls, - eine optische Anordnung zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls, wobei die optische Anordnung eine chromatische Aberration zum wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls aufweist,
- Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das
Werkstück mittels Einwirkung des fokussierten Laserstrahls zu
bearbeiten.
Die Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie, weißt also folgende Mittel auf:
- Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls,
- eine optische Anordnung mit
a) chromatischer Aberration zum wellenlängenabhängigen
Fokussieren des Laserstrahls und mit
b) wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls
zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des
Laserstrahls,
- Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das
Werkstück mittels Einwirkung der Brennlinie des Laserstrahls
(Laserstrahlbrennlinie) zu bearbeiten.
Die Erfinder konnten zeigen, dass sich mittels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung die Bearbeitungstiefe in einem Werkstück selektiv und genau einstellen lässt. Die Vorrichtung eignet sich besonders gut zum Bearbeiten von Werkstücken aus Glas oder Glaskeramik oder von Werkstücken, die Glas oder Glaskeramik umfassen, z.B. Stapel aus Glas- oder Glaskeramikscheiben, Stapel aus Gläsern und Glaskeramiken unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Glas-Kunststoff-Laminate.
Bei einem gepulsten, polychromatischen Laserstrahl mit insbesondere bestimmter Pulsdauer und mit bestimmten Wellenlängen des Laserstrahls kann mittels der optischen Anordnung mit chromatischer Aberration zum
wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und mit wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls eine
Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls erzeugt werden, bei der die Bearbeitungstiefe des Werkstücks selektiv und genau eingestellt werden kann. Insbesondere kann die Länge der Brennlinie über die Erzeugung unterschiedlicher Fokusse eingestellt werden.
Mittels eines Filters kann selektiv wenigstens eine Wellenlänge des Laserstrahls gefiltert werden, so dass wenigstens an einer bestimmten Stelle in der Brennlinie selektiv kein Fokus entsteht. Insbesondere ist es möglich durch einseitige oder beidseitige Begrenzung des optischen Spektrums (Einführung eines
Bandkantenfilters bzw. Bandpassfilters) einen definierten Start- oder Endpunkt der Brennlinie zu definieren. In einer gesonderten Ausführungsform wird insbesondere der Endpunkt (auf der dem Laser abgewandten Seite) definiert eingestellt, um beispielsweise eine Bearbeitung einer Unterlage auf der das Werkstück aufliegt zu vermeiden.
In weiteren Ausführungsformen werden Werkstücke, insbesondere Glas-Metall- Laminate von der Glasseite her bearbeitet ohne Modifikation oder Abtrag des Metalls. In einer weiteren Ausführungsform werden die entlang der Brennlinie erzeugten Mikrokanäle zur direkten Durchkontaktierung auf die metallische Schicht verwendet, die - abhängig von der Prozesskette - vor oder nach der Durchkontaktierung strukturiert werden kann. Typische Durchmesser der Mikrokanäle sind bevorzugt kleiner als 1 μιτι, besonders bevorzugt kleiner als 500 nm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 300 nm. Mittels der optischen Anordnung kann das Filament durch eine chromatisch bedingte Transformation des einlaufenden Laserstrahls in einen besselartigen Strahl umgewandelt werden. DE 103 25 942 A1 und DE 10 2008 029 459 A1 zeigen spezielle Optiken bzw. Linsen, deren chromatische Aberration bewusst vergrößert wurde, um in Abhängigkeit von der Wellenlänge eine Fokussierung der Strahlanteile über einen Bereich der derart entstehenden Fokallinie hervor zu rufen. Die Fokusse dieser Systeme lassen sich über Bereiche von bis zu 30 cm verlängern. Ihre Anwendung finden diese Systeme im Bereich der hochpräzisen Abstands- und Konturvermessung bzw. bei transparenten Körpern auch zur Dickenmessung von ein- oder mehrschichtigen Substraten (als
Differenz mehrerer Abstandsmessungen). Grundsätzlich können diese Optiken bzw. Linsen auch als optische Anordnungen mit chromatischer Aberration für die vorliegende Erfindung verwendet werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein gepulster, polychromatischer Laserstrahl durch die chromatische Aberration der abbildenden Optik (optische Anordnung) wellenlängenselektiv in eine entsprechende Intensitätsverteilung entlang der Brennlinie umgewandelt werden. Durch Kombination von spektraler Energieverteilung von Laserquelle und Filter (Filterfunktionen) kann die
Intensitätsverteilung im Arbeitsvolumen entlang der Brennlinie exakt eingestellt werden.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden beschrieben.
Die Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls umfassen vorzugsweise wenigstens einen Superkontinuum-Faserlaser oder sie umfassen Mittel zur spektralen Verbreiterung des Laserpulses, insbesondere Mittel zur Verstärkung gechirpter Pulse (Chirped Pulse Amplification).
Bei der Verstärkung gechirpter Pulse wird der Laserpuls über Gitter entlang der Wellenlänge räumlich aufgefächert und dann verstärkt. Ein Dünnfilmtransistorbildschirm (TFT-Display, Thin-Film-Transistor-Display) vor einem Gitter kann (unter Intensitätsverlust) einzelne Wellenlängenbereiche scharf ausblenden. Damit können einzelne Zonen der Brennlinie in
Laserstrahlrichtung ausgeblendet (gefiltert) werden. Beim Verstärken nach dem Abschatten kann die Verstärkerleistung auf die verbliebenen
Welllenlängenbereiche angewendet werden, so dass die Laserstrahlleistung proportional weniger sinkt als beim Seeder ursprünglich abgeschattet.
Injektionssähen (Injection-Seeder) ist hierbei eine Technik, die meistens auf gepulste Laser und optische parametrische Oszillatoren angewendet wird, meist mit dem Hauptziel, Emissionen mit einer schmaleren optischen Bandbreite (Linienbreite) zu erreichen. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass Licht von einem Seed-Laser, der üblicherweise ein Einzelfrequenzlaser im
Dauerwellenbetrieb ist, in einen Q-geschalteten Slave-Laser oder in einen Nanosekunden-optischen parametrischen Oszillator zu Beginn einer
Pulsaufbauphase eingespeist wird. Ohne dieses Seed-Laserlicht würde der Slave-Laser oder OPO normalerweise auf Mehrfach-Resonator-Modi mit einer optischen Verstärkung von vergleichbarer Größe emittieren und die
Leistungsverteilung bei mehreren Modi kann von Puls zu Puls schwanken.
Wenn die optische Frequenz des Seed-Laserlichts nahe genug auf die
Resonanzfrequenz eines bestimmten Resonatormodus des Slave-Geräts liegt, kann dieser Modus mit einer viel höheren Leistung als einer ganzen höheren Leistung beginnen und kann daher im Ausgangsimpuls stark dominieren. Auf diese Weise wird die Emissionsbandbreite drastisch reduziert, verglichen mit der ungehinderten (freilaufenden) Emission, und das zeitliche Pulsprofil kann glatter sein, da ein Modus-Schlagen vermieden wird.
Die Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls stellen bevorzugt wenigstens folgendes bereit:
- Mittlere Laserleistungen von 5 Watt bis 120 Watt
- Pulsdauer des Laserstrahls von kleiner 1 ns, bevorzugt kleiner 1 ps
- Burst-Modus 12 bis 48 ns - Wellenlängenbereich des Laserstrahls 350 nm bis 2400 nm.
In einer Ausführungsform wird dabei die Wellenlänge der Laserquelle (Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls) auf einen Bereich eingeschränkt, in dem die Anzahl der Photonen zur Überbrückung der Bandlücke konstant bleibt.
Geeignete Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen
Laserstrahls, insbesondere Laserquellen können auf verschiedenste Arten bereitgestellt werden.
Bekannte Superkontinuum-Faserlaser emittieren beispielsweise Pulse im
Bereich von kleiner 10 ps bei einer mittleren Leistung des Lasers von 20 Watt über einen Wellenlängenbereich von 350 nm bis 2400 nm. Derart verteilte Leistungsspektren erlauben die Bearbeitung von im Sichtbaren oder im
Nahinfraroten Bereich transparenter Werkstücke. Figur 1 zeigt die spektrale Leistungsdichte eines typischen weißen Faserlasers. Die obere Kurve zeigt den Verlauf für eine mittlere Leistung des Lasers von 20 Watt. Die untere Kurve zeigt den Verlauf für eine mittlere Leistung des Lasers von 10 Watt. Die mittlere Leistung des Lasers ergibt sich durch Integration.
Eine andere Art gepulste, polychromatische Laserstrahlen zu erzeugen, ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen spektraler Bandweite Δν und Pulsdauer
At
K
Δν Δτ > K Δτ >—
Δν
wobei Κ von der konkreten Pulsform abhängt nach
! Pulsform l(t) i Gauß I(t) = e 0,441
Hierbei ist Δτ die Pulsdauer, deren Wert als Halbwertsbreite (FWHM = Füll width at half maximum) der Intensitätsverteilung I (t) ermittelt wird und Dn die spektrale Bandbreite / Frequenzbreite des Pulses at FWHM.
Nachfolgende Figur 2 zeigt die spektrale Verbreiterung des Pulses Δλ in
Abhängigkeit der Pulsbreite Δτ in doppelt-logarithmischer Darstellung bei einer zentralen Wellenlänge von 1064 nm, wobei folgende Berechnungsformel zugrunde gelegt wurde:
κ λ2
Δλ >
c Ar
Beim Übergang von ps- zu fs-Pulsen ist eine Verbreiterung des Pulses auf die Größenordnung n x 100 nm zu erwarten. Weitere Verkürzung der Pulsdauer bis hin zu Attosekunden-Pulsen erzeugt faktisch eine Weißlichtverteilung.
Nachteilig wirkt sich hierbei zunächst aus, dass die Wechselwirkung des kurzen fs-Pulses bzw. Attosekunden-Pulses mit dem Werkstück immer geringere Schädigungen im Material des Werkstücks hervorruft, so dass die
Bearbeitbarkeit bzw. die Trennbarkeit des Werkstücks immer weiter abnimmt (Durch die kurze Wechselwirkungszeit des Pulses (der Photonen) kann keine Kopplung zu den Phononen des Materials auftreten, so dass keine direkte Erwärmung des Materials geschieht). Ausgleich kann hier durch eine erhebliche Erhöhung der Anzahl der Burst-Modus-Pulse geschehen.
Die optische Anordnung mit chromatischer Aberration umfasst bevorzugt wenigstens eine Konvexlinse aus Quarzglas oder sie umfasst wenigstens zwei Beugungsgitter.
Eine Formung eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls im
Wellenlängenbereich unter 800 nm mit einer optischen Anordnung mit chromatischer Aberration, die eine Konvexlinse aus Quarzglas umfasst, ist in Figur 3 abgebildet. Eine vergrößerte Sicht der Brennlinie mit den verschiedenen Fokussen zeigt Figur 4. In dieser Ausführung unterscheiden sich die Fokusse bei 350 nm und 1000 nm um etwa 2 mm, d.h. die Fokuspunkte der Wellenlängen 350 nm und 1000 nm sind um ca. 2 mm voneinander getrennt. Um diese
Strecke kann also der Fokus durch spektrale Filterung gezielt verschoben werden. Diese Streckenverschiebung kann für verschiedene optische
Anordnungen mit handelsüblichen Raytrace-Programmen berechnet werden. Raytracing (dt. Strahlverfolgung oder Strahlenverfolgung) ist ein auf der
Aussendung von Strahlen basierender Algorithmus zur
Verdeckungsberechnung, also zur Ermittlung der Sichtbarkeit von
dreidimensionalen Objekten von einem bestimmten Punkt im Raum aus.
Ebenfalls mit Raytracing bezeichnet man mehrere Erweiterungen dieses grundlegenden Verfahrens, die den weiteren Weg von Strahlen nach dem
Auftreffen auf Oberflächen berechnen. In optischer Simulationssoftware wie beispielsweise Zemax wird der Weg eines Feldes von Lichtstrahlen, die von einem als segmentiert gedachten Objekt ausgehen, durch das abbildende optische System bis hin zum Detektor dargestellt.
Figur 5 zeigt die effektive Brennweite für das in Figur 3 gezeigte System im Wellenlängenbereich von 0,30 μιτι bis 0,80 μιτι (300 nm bis 800 nm).
In einer weiteren Ausführung (Figur 6) wird der gepulste Laserstrahl durch zwei Beugungsgitter (BG1 und BG2) in einen Ringstrahl konvertiert, bei dem die kürzere Wellenlänge des Strahlspektrums λ1 am äußeren Ring und die längere Wellenlänge des Strahlspektrums λ2 am inneren Ring liegt. Wird dieser
Ringstrahl nun mit einem Axikon oder einer ähnlichen Optik fokussiert, bilden sich mehrere Fokusse F1 und F2 aus, deren Lage von der Wellenlänge abhängt.
Der Filter ist bevorzugt ein Bandkantenfilter, insbesondere ein Hoch- oder Tiefpassfilter. Der Filter ist bevorzugt vor der optischen Anordnung mit chromatischer
Aberration im Strahlengang des Laserstrahls angeordnet. Er kann aber auch hinter der optischen Anordnung mit chromatischer Aberration im Strahlengang des Laserstrahls angeordnet werden (Es ist allerdings darauf zu achten, dass der Filter nicht in die Brennlinie hineinragt). Auch eine Anordnung von mehreren Filtern vor und/oder hinter der optischen Anordnung ist möglich.
Durch mehrere Filter können mehre Wellenlängen selektiv gefiltert werden, so dass die Brennlinie an mehreren Stellen selektiv keinen Fokus aufweist.
Die Verwendung von Bandkantenfiltern (Hoch- und Tiefpass) begrenzen die äußeren Positionen der Brennlinie, Bandsperren erlauben das Ausblenden bzw. die Inaktivierung einzelner Bereiche der Brennlinie. Die Kombination von spektraler Intensitätsverteilung der Laserquelle mit der Filterkurve der
verwendeten Filter bestimmt eingangsseitig der optischen Anordnung mit chromatischer Aberration die Intensitätsverteilung des Laserstrahls
(Mathematisch: Berechnung des Faltungsintegrals von Laserintensitätsverteilung und Filterkurve). Strahlausgangsseitig bestimmt die chromatische Aberration der optischen Anordnung die erreichte Intensitätsverteilung.
Das zu bearbeitende Werkstück ist vorzugsweise zumindest teilweise
transparent für den verwendeten Wellenlängenbereich des Lasers, dabei ist die Transmission des Werkstücks größer als 85 %, bevorzugt größer als 90 % besonders bevorzugt größer als 95 %.
Das zu bearbeitende Werkstück umfasst insbesondere Glas, Glaskeramik oder Kunststoff.
Die Vorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung zum Einbringen einer
Trennlinie entlang der das Werkstück durch äußere Einwirkung, insbesondere durch mechanische oder thermische Einwirkung getrennt werden kann. Die Vorrichtung ist insbesondere eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückstapels oder eines Werkstück-Laminats aus gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 9 mittels eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie umfassend wenigstens die Schritte
- Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls,
- Führen des Laserstrahls durch eine optischen Anordnung zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls, wobei die optische Anordnung eine chromatische Aberration zum
wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls aufweist,
- Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das Werkstück mittels Einwirkung des fokussierten Laserstrahls zu bearbeiten.
Das Verfahrens zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie umfasst also wenigstens folgende Schritte:
- Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls,
- Führen des Laserstrahls durch
a) eine optische Anordnung mit chromatischer Aberration zum
wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und
b) wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls
zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls,
- Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das Werkstück mittels Einwirkung der Brennlinie des Laserstrahls (Laserstrahlbrennlinie) zu bearbeiten. Bevorzugt wird der gepulste, polychromatische Laserstrahl mittels eines Superkontinuum-Faserlasers oder mittels spektraler Verbreiterung des Laserpulses, insbesondere mittels Verstärkung gechirpter Pulse erzeugt.
Beim Erzeugen des Laserstrahls wird bevorzugt wenigstens folgendes eingestellt:
Pulsdauer des Laserstrahls kleiner 1 ns, bevorzugt kleiner 1 ps
Burst-Modus 12 bis 48 ns
Wellenlängenbereich des Laserstrahls 350 nm bis 2400 nm.
Als optische Anordnung mit chromatischer Aberration können bevorzugt wenigstens eine Konvexlinse aus Quarzglas oder wenigstens zwei
Beugungsgitter verwendet werden.
Als Filter kann bevorzugt ein Bandkantenfilter, insbesondere ein Hoch- oder Tiefpassfilter, verwendet werden.
Bevorzugt wird ein Werkstück, das zumindest teilweise transparent für Wellenlängen des Lasers ist und das Glas, Glaskeramik oder Kunststoff umfasst, bearbeitet.
Das Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zum Einbringen einer Trennlinie entlang der das Werkstück durch äußere Einwirkung, insbesondere durch mechanische oder thermische Einwirkung trennbar ist.
Das Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zum Bearbeiten eines
Werkstückstapels oder eines Werkstück-Laminats aus gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien.
Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele wird die vorliegende Erfindung näher verdeutlicht. Figur 7 zeigt eine Vorrichtung (1 ) zum Bearbeiten eines Werkstücks (2) entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie (3), wobei die Vorrichtung (1 ) folgende Mittel aufweist:
Mittel (4) zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls (5), eine optische Anordnung (6) mit chromatischer Aberration zum
wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls (5) und mit wenigstens einem Filter (7) zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls (5) zur Erzeugung einer Brennlinie (8) entlang der Strahlrichtung (Z-Richtung) des Laserstrahls,
Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung (nicht dargestellt) zwischen
Laserstrahl (5) und Werkstück (2) entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie (3), um das Werkstück (2) mittels Einwirkung der Brennlinie (8) des Laserstrahls (5) zu bearbeiten.
In Figur 8 ist der Vorteil der vorliegenden Erfindung dargestellt: Die Bearbeitung eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie mittels gepulsten Laserstrahlen, wobei die Bearbeitungstiefe selektiv eingestellt ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie umfassend wenigstens
Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls, eine optische Anordnung zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls, wobei die optische Anordnung eine chromatische Aberration zum wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls aufweist,
Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das Werkstück mittels Einwirkung des fokussierten Laserstrahls zu bearbeiten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls Superkontinuum-Faserlaser oder Mittel zur spektrale Verbreiterung des Laserpulses, insbesondere Mittel zur Verstärkung gechirpter Pulse umfassen.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls wenigstens folgendes bereitstellen:
Mittlere Laserleistung 5 bis 120 Watt;
Pulsdauer des Laserstrahls kleiner 1 ns, bevorzugt kleiner 1 ps;
Burst-Modus 12 bis 48 ns;
Wellenlängenbereich des Laserstrahls 350 nm bis 2400 nm.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optische Anordnung wenigstens eine Konvexlinse aus Quarzglas oder wenigstens zwei Beugungsgitter umfasst.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Filter ein Bandkantenfilter, insbesondere ein Hoch- oder Tiefpassfilter, ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Werkstück zumindest teilweise transparent für Wellenlängen des Lasers ist und, dass das Werkstück Glas, Glaskeramik oder Kunststoff umfasst.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Einbringen einer Trennlinie entlang der das Werkstück durch äußere Einwirkung, insbesondere durch mechanische oder thermische Einwirkung getrennt werden kann.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Bearbeiten eines Werkstückstapels oder eines Werkstück-Laminats aus gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien.
9. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie umfassend wenigstens die Schritte
Erzeugen eines gepulsten, polychromatischen Laserstrahls,
Führen des Laserstrahls durch eine optischen Anordnung zur Erzeugung einer Brennlinie entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls, wobei die optische Anordnung eine chromatische Aberration zum
wellenlängenabhängigen Fokussieren des Laserstrahls und wenigstens einem Filter zum wellenlängenabhängigen Filtern des Laserstrahls aufweist,
Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück entlang der vorbestimmten Bearbeitungslinie, um das Werkstück mittels Einwirkung des fokussierten Laserstrahls zu bearbeiten.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gepulste, polychromatische Laserstrahl mittels eines Superkontinuum- Faserlasers oder mittels spektraler Verbreiterung des Laserpulses, insbesondere mittels Verstärkung gechirpter Pulse erzeugt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Erzeugen des Laserstrahls wenigstens folgendes eingestellt wird: Pulsdauer des Laserstrahls kleiner 1 ns, bevorzugt kleiner 1 ps;
Burst-Modus 12 bis 48 ns;
Wellenlängenbereich des Laserstrahls 350 nm bis 2400 nm.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur chromatischen Aberration zum wellenlängenabhängigen fokussieren des Laserstrahls wenigstens eine Konvexlinse aus Quarzglas oder wenigstens zwei Beugungsgitter verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Filter ein Bandkantenfilter, insbesondere ein Hoch- oder Tiefpassfilter, verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Werkstück, das zumindest teilweise transparent für Wellenlängen des Lasers ist und das Glas, Glaskeramik oder Kunststoff umfasst, bearbeitet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14 zum
Einbringen einer Trennlinie entlang der das Werkstück durch äußere Einwirkung, insbesondere durch mechanische oder thermische Einwirkung trennbar ist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15 zum
Bearbeiten eines Werkstückstapels oder eines Werkstück-Laminats aus gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien.
EP18724847.1A 2017-05-17 2018-05-14 Vorrichtung und verfahren zum trennen eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters Active EP3624984B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208290.9A DE102017208290A1 (de) 2017-05-17 2017-05-17 Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks entlang einer vorbestimmten Bearbeitungslinie
PCT/EP2018/062365 WO2018210746A1 (de) 2017-05-17 2018-05-14 Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3624984A1 true EP3624984A1 (de) 2020-03-25
EP3624984B1 EP3624984B1 (de) 2021-12-15

Family

ID=62167324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18724847.1A Active EP3624984B1 (de) 2017-05-17 2018-05-14 Vorrichtung und verfahren zum trennen eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12220762B2 (de)
EP (1) EP3624984B1 (de)
KR (1) KR102478808B1 (de)
CN (1) CN110621437B (de)
DE (1) DE102017208290A1 (de)
LT (1) LT3624984T (de)
WO (1) WO2018210746A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018126381A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-22 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen einer Trennlinie in ein transparentes sprödbrüchiges Material, sowie verfahrensgemäß herstellbares, mit einer Trennlinie versehenes Element
US12304001B2 (en) * 2019-04-02 2025-05-20 Asmpt Singapore Pte. Ltd. Optimised laser cutting
US11646228B2 (en) * 2019-09-11 2023-05-09 Chongqing Institute Of East China Normal University Stealth dicing method including filamentation and apparatus thereof
EP4011846A1 (de) 2020-12-09 2022-06-15 Schott Ag Verfahren zur strukturierung eines glaselements und damit strukturiertes glaselement
DE102023121451A1 (de) * 2023-08-10 2025-02-13 TRUMPF Lasersystems for Semiconductor Manufacturing SE Verfahren und Messsystem zur Bestimmung der effektiven Brennweite eines optischen Systems
DE102023126424A1 (de) 2023-09-28 2025-04-03 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen eines hohlkanalförmigen Filaments in ein sprödbrechendes Werkstück sowie dessen Verwendung

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004337903A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
FR2855084A1 (fr) 2003-05-22 2004-11-26 Air Liquide Optique de focalisation pour le coupage laser
DE10325942B4 (de) 2003-06-07 2010-09-16 Jurca Optoelektronik Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Dickenmessung transparanter Körper
TWI250910B (en) * 2004-03-05 2006-03-11 Olympus Corp Apparatus for laser machining
JP4716663B2 (ja) * 2004-03-19 2011-07-06 株式会社リコー レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び該加工装置又は加工方法により作製された構造体
US9138913B2 (en) * 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
JP4514767B2 (ja) 2007-03-28 2010-07-28 日立ビアメカニクス株式会社 レーザエネルギ測定装置とレーザ加工装置
GB0802356D0 (en) * 2008-02-08 2008-03-12 Fianium Ltd A source of optical supercontinuum radiation
DE102008029459B4 (de) 2008-06-20 2011-07-14 MEL Mikroelektronik GmbH, 85386 Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung
JP2010158686A (ja) 2009-01-06 2010-07-22 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工用光学装置、レーザ加工装置およびレーザ加工方法
RU2013102422A (ru) 2010-07-12 2014-08-20 ФАЙЛЭЙСЕР ЮЭс-Эй ЭлЭлСи Способ обработки материалов с использованием филаментации
US8933367B2 (en) 2011-02-09 2015-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing method
US9270080B1 (en) * 2011-06-26 2016-02-23 Fianium Ltd Methods and apparatus pertaining to the use and generation of broadband light
CN102785031B (zh) 2012-08-15 2015-04-01 武汉隽龙科技有限公司 一种利用超短脉冲激光的透明材料切割方法及切割装置
JPWO2014034738A1 (ja) 2012-08-30 2016-08-08 住友電気工業株式会社 レーザ光源
JP2014079802A (ja) 2012-10-18 2014-05-08 Sumitomo Electric Ind Ltd レーザ加工方法およびレーザ光照射装置
DE102012110971B4 (de) 2012-11-14 2025-03-20 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von linienförmig aufgereihten Schädigungsstellen in einem transparenten Werkstück sowie Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Werkstücks
EP2754524B1 (de) * 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
CN103964682A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 深圳市大族激光科技股份有限公司 激光切割玻璃的方法
US9687936B2 (en) * 2013-12-17 2017-06-27 Corning Incorporated Transparent material cutting with ultrafast laser and beam optics
US9850160B2 (en) 2013-12-17 2017-12-26 Corning Incorporated Laser cutting of display glass compositions
US20150165560A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
KR101407994B1 (ko) 2014-04-24 2014-06-19 주식회사 엘티에스 베셀빔 성형렌즈와 이를 이용하는 기판 절단방법
KR20160005802A (ko) * 2014-07-03 2016-01-18 마이크로 인스펙션 주식회사 레이저 가공장치
KR20170028943A (ko) * 2014-07-14 2017-03-14 코닝 인코포레이티드 조정가능한 레이저 빔 촛점 라인을 사용하여 투명한 재료를 처리하는 방법 및 시스템
CN105481236A (zh) * 2014-07-14 2016-04-13 康宁股份有限公司 用于切割叠层结构的系统和方法
JP5965454B2 (ja) 2014-10-14 2016-08-03 株式会社アマダホールディングス ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びこれを用いた板金の加工方法
CN107107267B (zh) 2014-11-10 2020-08-25 康宁股份有限公司 使用多个焦点来进行对透明制品的激光加工
DE102015110422A1 (de) 2015-06-29 2016-12-29 Schott Ag Laserbearbeitung eines mehrphasigen transparenten Materials, sowie mehrphasiger Kompositwerkstoff
DE102015111490A1 (de) 2015-07-15 2017-01-19 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum lasergestützten Abtrennen eines Teilstücks von einem flächigen Glaselement
DE102015111491A1 (de) 2015-07-15 2017-01-19 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Glas- oder Glaskeramikteilen
DE102015116846A1 (de) 2015-10-05 2017-04-06 Schott Ag Verfahren zum Filamentieren eines Werkstückes mit einer von der Sollkontur abweichenden Form sowie durch Filamentation erzeugtes Werkstück
DE102015116848A1 (de) 2015-10-05 2017-04-06 Schott Ag Dielektrisches Werkstück mit einer Zone definiert ausgebildeter Festigkeit sowie Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
DE102015120950B4 (de) 2015-12-02 2022-03-03 Schott Ag Verfahren zum lasergestützten Ablösen eines Teilstücks von einem flächigen Glas- oder Glaskeramikelement, flächiges zumindest teilweise keramisiertes Glaselement oder Glaskeramikelement und Kochfläche umfassend ein flächiges Glas- oder Glaskeramikelement
DE102016102768A1 (de) 2016-02-17 2017-08-17 Schott Ag Verfahren zur Kantenbearbeitung von Glaselementen und verfahrensgemäß bearbeitetes Glaselement
DE102017100015A1 (de) 2017-01-02 2018-07-05 Schott Ag Verfahren zum Trennen von Substraten
DE102017100755A1 (de) 2017-01-16 2018-07-19 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Glas- oder Glaskeramikelementen mittels eines Lasers
DE102017206461B4 (de) 2017-04-13 2019-05-02 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum laserbasierten Trennen eines transparenten, sprödbrechenden Werkstücks

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017208290A1 (de) 2018-11-22
LT3624984T (lt) 2022-03-25
CN110621437B (zh) 2022-10-04
KR102478808B1 (ko) 2022-12-16
EP3624984B1 (de) 2021-12-15
KR20200005664A (ko) 2020-01-15
WO2018210746A1 (de) 2018-11-22
US12220762B2 (en) 2025-02-11
US20200101561A1 (en) 2020-04-02
CN110621437A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3624984B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum trennen eines werkstücks entlang einer vorbestimmten bearbeitungslinie unter verwendung eines gepulsten polychromatischen laserstrahles und eines filters
DE69500997T2 (de) Verfahren zum konfigurationsteuern von laserinduziertem zerstören und abtragen
DE102014213775B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen, kristallinen Substraten, insbesondere von Halbleitersubstraten
EP3854513A1 (de) System zur asymmetrischen optischen strahlformung
WO2008151616A1 (de) Verfahren zur laserbearbeitung transparenter materialien
EP1871566B1 (de) Verfahren zum feinpolieren/-strukturieren wärmeempflindlicher dielektrischer materialien mittels laserstrahlung
DE102017206461B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum laserbasierten Trennen eines transparenten, sprödbrechenden Werkstücks
DE10333770A1 (de) Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserimpulsen grosser spektraler Bandbreite und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102013010200B4 (de) Verfahren zum Auffinden der optimalen Fokuslage zum Laser-Abtragen und -Schneiden mit minimaler Schnittbreite und guter Kantenqualität
DE102011101415A1 (de) Optische Anordnung zur Laserinterferenzstrukturierung einer Probe mit Strahlführung gleicher Weglänge
DE102020132797A1 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten eines Materials
DE19833368C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen aus sprödbrüchigen Werkstoffen
WO2019043220A1 (de) Laserbearbeitung eines transparenten werkstücks
WO2021197929A1 (de) Verfahren zum herstellen einer lichtablenkungsstruktur, verwendung eines substrats mit einer solchen lichtablenkungsstruktur, und lichtablenkeinheit mit einer solchen lichtablenkungsstruktur
DE102015004347A1 (de) Erzeugung von physischen Modifikationen mittels LASER im Inneren eines Festkörpers
DE102007020704B4 (de) Einrichtung für die Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Laserstrahl
DE10232815B4 (de) Verfahren zur Modifizierung von dielektrischen Materialeigenschaften
DE102022115711A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken
DE102023126424A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einfügen eines hohlkanalförmigen Filaments in ein sprödbrechendes Werkstück sowie dessen Verwendung
DE10203198A1 (de) Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserimpulsen großer spektraler Bandbreite und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2025125073A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks mittels mindestens zweier laserstrahlen
WO2013083709A1 (de) Verfahren zur laserbearbeitung, hochleistungslaseranlage und laserbearbeitungskopf

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191009

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20201208

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210809

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502018008212

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1455118

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220115

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20211215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220315

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220315

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220316

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220418

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502018008212

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220415

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

26N No opposition filed

Effective date: 20220916

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20220531

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20220514

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220514

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220531

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220514

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220514

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220531

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230516

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20180514

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1455118

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230514

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230514

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230514

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20250521

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Payment date: 20250424

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20250528

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211215

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20260410

Year of fee payment: 5